抗原的抗原性（一）

  自發現抗體后，用血清學方法在體外實驗，證明了天然抗原與其相應抗體發生特異性結合，這是一個重要的免疫學現象，稱這種特性為抗原的抗原性。在早期由于尚未建立對蛋白質抗原進行分析的方法，為研究抗原性的化學本質造成了困難。奧地利免疫化學家Landsteiner在本世紀20年代創建了人工結合抗原，并應用血清學方法對抗原性的化學本質進行了系統的研究，為抗原、抗體的相互作用提供了大量知識，為天然抗原化學性質的研究奠定了基礎。

　　一、人工結合抗原

　　Landsteiner首創用已知化學結構的低分子化合物或化學基團與免疫原性蛋白質進行偶聯，制備了偶氨蛋白。由于低分子化合物本身無免疫原性，單獨免疫動物不能對其產生抗體，如與蛋白質偶聯再免疫動物則能對其產生抗體，并能單獨與其抗體結合。故稱此種無免疫原性低分子化合物為半抗原（hapten,H)，稱免疫原性蛋白質為載體（cauuier,C)自此建立了半抗原與載體的概念（H-C)。因此可以認為半抗原是外加在免疫原分子上的已知化學結構的化學基團，在一定意義上它與抗原分子上未知化學結構的天然抗原決定簇是同義語（圖10-1)。

 

圖10－1　半抗原載體結合物

　　常用為載體的免疫原性蛋白質有牛血清蛋白（BSA)、牛血清丙種球蛋白（BGG)、卵清蛋白（OA)、雞丙種球蛋白（CGG)、鑰孔嘁血藍蛋白（KLH)及人工合成多聚賴氨酸（PLL)等。常用為已知結構的半抗原有二硝基苯酚（DNP)和三硝基苯酚等低分子化分物。

　　Landsteiner有帶有不同酸基的有機物為半抗原，分別與同一種載體偶聯制備了幾種酸基不同的半抗原載體結合物，然后免疫動物。用所得抗體與已知半抗原進行體外補體結合實驗，結果證明，帶不同酸基的半抗原只能與其相應抗體結合。同理，他用氨基苯甲酸的三種異構物（鄰位、間位、對位)分別與同一種載體蛋白偶聯的半抗原載體結合物，只能與其相應抗體結合（表10-1，2)。上述實驗證明，抗原與抗體的特異結合是與抗原分子表面的特殊結構的化學基團相關。將抗原分子表面能與其抗體結合的部位稱為抗原決定簇，即抗原的抗原性是由其抗原決定簇的性質、數目和空間構型所決定，自此建立了抗原決定簇的概念。為以后研究天然蛋白質的抗原性提供了理論依據。

表10-1 不同酸基對半抗原與抗體反應特異性的影響

	半抗原
抗下列半抗原-載體 免疫血清	苯胺NH2	對氨基苯甲酸NH2	P對氨基苯磺酸	對氨基苯砷酸
載體-苯胺 載體-對氨基苯甲酸 載體-對氨基苯磺酸 載體-對氨基苯砷酸	+++ － － －	－ ++++ － －	－ － ++++ －	－ － － +++

表10-2 化學基團（COOH)位置對半抗原體反應特異性的影響

	半抗原
抗下列半抗原-載體 免疫血清	苯胺	氨基苯甲酸
鄰位	間位	對位
載體-苯胺 載體-鄰位氨基苯甲酸 載體-間位氨基苯磺酸 載體-對位氨基苯砷酸	+++ － － －	－ ++++ － －	－ － ++++ －	－ － － +++

+：陽性反應；－：陰性反應

　　抗原除與其相應抗體發生特異反應外，也可與其它相關抗體發生反應，稱這種現象為交叉反應。這是由于在二種不同的抗原分子中具有相同的抗原決定簇引起的,稱為共同簇或共同抗原.也可能由于二種不同決定簇具有相似的結構，但并非相同，也能引起交叉反應。在發生學上較近的種屬間，其抗原產生的抗體，彼此間易出現交叉反應。如牛血清清蛋白（BSA)與其它種屬清蛋白之間的交叉反應（表10-3)。

表10-3 牛血清蛋白與其它種屬清蛋白的交叉反應

二、載體決定簇與半抗原決定簇

　　單獨應用半抗原不能誘導機體產生抗體，只有將半抗原與載體蛋白結合后，才能誘導機體既能產生抗載體蛋白抗體，也能產生半抗原抗體，已為實驗所證明。這就提出了為什么單獨應用半抗原不能產生抗體，載體在抗體產生中發揮什么作用等問題。

　　為了回答上述問題，有的學者應用牛血清蛋白-二銷基苯（BSA-DNP)和卵白蛋白-二硝基苯（OA-DNP)為載體結合半抗原，觀察了載體在抗體產生中的作用，他們首先應用BSA-DNP對小鼠進行初次免疫，然后再分別應用BSA-DNP和OA-DNP進行再次免疫,觀察載體對抗DNP抗體產生的影響.他們發現,只有當初次與再次免疫時,半抗原需要在相同載體上才能產生半抗原抗體，稱此為載體效應（表10-4)。證明載體不是單純起運載半抗原的作用，而是具有載體特異性。因此提出一個完全抗原分子，必須具有載體決定簇和半抗原決定簇。

　　其后Mitchison等在70年代應用載體效應過繼轉移實驗，證明了在抗體形成過程中，有對載體特異的細胞和對半抗原特異的細胞，分別稱為載體反應細胞和半抗原反應細胞。并進一步證明T細胞是載體反應細胞，對抗體產生起輔助作用。B細胞是半抗原反應細胞，是產生抗體的細胞，自此闡明了載體效應的細胞學基礎。

　　載體-半抗原概念極其重要，它可解釋為什么低分子量化合物與體內載體蛋白質分子結合誘發超敏性反應產生的藥物過敏癥。如苯胺類染料、鎮靜劑司眠脲、退熱劑阿司匹林、氨基比林以及多種抗生素分解產物等是誘發藥物過敏癥的原因。